シンクロとは何ですか？

シンクロとは何ですか？

定義

シンクロは、軸の角度位置を電気信号に変換するトランスデューサーの一種です。エラーディテクタと回転位置センサーとして機能します。システムのエラーはしばしば軸のずれによって発生します。シンクロの2つの主要な構成要素は、送信機と制御トランスフォーマーです。

シンクロシステムの種類

シンクロシステムには2つのタイプがあります：

制御型シンクロ

• トルク伝送型シンクロ

• トルク伝送型シンクロ

この種のシンクロは出力トルクが比較的小さいため、ポインタのような非常に軽い負荷を駆動するのに適しています。一方、制御型シンクロはより大きな負荷を駆動するように設計されています。

制御型シンクロシステム

制御シンクロは、位置制御システムにおけるエラーディテクションに使用されます。これらのシステムは2つのユニットで構成されています：

• シンクロ送信機

• シンクロ受信機

シンクロは常にこれら2つの部分と共に動作します。以下では、シンクロ送信機と受信機について詳細に説明します。

シンクロ送信機

その構造は3相交流発電機に似ています。シンクロのスターターは鉄損を最小限に抑えるために鋼で作られています。スターターには3相巻線を収容するスロットが設けられており、スターター巻線の軸は互いに120º離されています。

ここで (Vr) はロータ電圧の実効値（r.m.s.）であり、(ωc) は搬送波周波数です。スターター巻線のコイルは星形接続されています。シンクロのロータはダムベルのような形状をしており、同心円状に巻かれたコイルが付いています。交流（AC）電圧はスリップリングを通じてロータに印加されます。シンクロの構造的特徴は以下の図に示されています。上記の図に示すように、ロータに電圧を印加するとします。

ロータに電圧を印加すると、磁化電流が誘導され、これがロータ軸に沿って交流フローを生成します。ロータとスターターのフロー間の相互誘導により、スターター巻線に電圧が誘導されます。スターター巻線のフローリンクは、ロータとスターターの軸間の角度のコサインに比例します。その結果、スターター巻線に電圧が誘導されます。S1、S2、S3のスターター巻線に誘導される電圧をそれぞれ V1、V2、V3 とします。下の図はシンクロ送信機のロータ位置を示しています。ここでは、ロータ軸はスターター巻線 S2 に対して角度 θr を形成しています。

スターター巻線の3つの端子は

ロータに対するスターター端子軸の変動は以下の図に示されています。

ロータ角度がゼロの場合、スターター巻線 S2 に最大の電流が誘導されます。ロータのゼロ位置は、ロータの角度位置を決定するための基準となります。

送信機の出力は、上記の図に示すように制御トランスフォーマーのスターター巻線に供給されます。

シンクロシステムの送信機と制御トランスフォーマーを通る電流は同じ大きさです。この循環電流により、制御トランスフォーマーのエアギャップ内にフローが確立されます。

制御トランスフォーマーと送信機のフロー軸は同じ方向に整列しています。制御トランスフォーマーのロータに誘導される電圧は、送信機と制御トランスフォーマーのロータ間の角度のコサインに比例します。数学的には、電圧は次のように表現されます

ここで φ は送信機とコントローラのロータ軸間の角度変位を表します。θ-90 の場合、送信機と制御トランスフォーマーのロータ軸は互いに直角になります。上記の図は送信機と受信機のロータのゼロ位置を示しています。

送信機と制御トランスフォーマーのロータが同じ方向に回転すると仮定します。送信機のロータが角度 θR だけ偏り、制御トランスフォーマーのロータが角度 θC だけ偏るとします。すると、2つのロータ間の全角度分離は (90º – θR + θC) になります。

シンクロトランスフォーマーのロータ端子での電圧は次のようになります

それらのロータ位置間の小さな角度変位は Sin (θR – θC) = (θR – θC) で与えられます。

方程式 (1) に角度変位の値を代入すると

シンクロ送信機と制御トランスフォーマーは共にエラー検出に使用されます。上記の電圧方程式は、制御トランスフォーマーと送信機のロータのシャフト位置に等しいです。

エラーシグナルはサーボモータへの入力を提供する差動アンプに適用されます。サーボモータのギアは制御トランスフォーマーのロータを回転させます。

上記の図は、シンクロエラーディテクターの出力を示しています。これは変調された信号です。上記の変調波はロータ位置と搬送波との間のずれを示しています。